JP4557822B2 - 液晶パネルの取り付け方法、及び保持装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶パネルの取り付け方法、及び取り付け装置に関し、さらに詳しくは、液晶表示装置の製造工程において、ベゼルを使用しないベゼルレス構造の液晶パネルをフロントパネルの位置に搬送し、取り付ける液晶パネルの取り付け方法、及び該方法に使用する液晶パネルの取り付け装置に関する。

従来より広く利用されている液晶表示装置は、液晶パネルを保護し機械的強度を高めるためにベゼルを構成要素として有し、その一例が特許文献１に開示されている。
図５は、従来のベゼル付液晶表示装置の例を示す断面図である。
特許文献１に開示された従来の液晶表示装置３１は、画像を表示する液晶パネル３４及び液晶パネル３４に光束を照射するバックライトユニット３２を有している。液晶表示パネル３４は、ガラス基板等の一対の絶縁性基板にそれぞれ電極が形成され、シール材を介し間隙を有して電極が対向するように絶縁性基板が配置され、その間隙に液晶層を挟持する構造である。絶縁基板の表面には偏光板３４ａが貼り付けられている。

バックライトユニット３２は、図示しない冷陰極蛍光管等の光源、ランプリフレクタ、光拡散シート３３ａやレンズシート３３ｂ等の光学シート３３、導光板３５、反射板３６、シャーシ３８、ケース３９を有している。導光板３５の側面に配置された光源から出射された光束は導光板３５の側面から入射され、導光板３５内で伝播し、光出射面から出射されて液晶パネル３４に照射される。

液晶パネル３４と導光板３５との間には、導光板３５から射出される光束を拡散させる光拡散シート３３ａや、光束を光出射面の法線方向に集光するレンズシート３３ｂ等の光学シート３３が配されている。反射板３６は導光板３５から出射した光を光出射面方向に反射して導光板３５の光出射面から出射される光の輝度を明るくする。シャーシ３８は樹脂成形品からなる筐体であり、導光板３５やランプカバー等のバックライトユニット３２の構成部品はシャーシ３８に保持されている。また、液晶パネル３４はシャーシ３８に支持されている。

シャーシ３８及び導光板３５の下部はケース３９に覆われている。ケース３９とシャーシ３８とは絞り加工、曲げ加工及び押出し加工等からなるプレス成形により形成された金属製のベゼル３７により挟持されている。ベゼル３７は液晶パネル３４の画像表示部分を開口した枠形状の外枠部を有し、液晶パネル３４の周部が隙間３１ａを介してベゼル３７で覆われている。外枠部の周囲にはネジ等が嵌入される取付孔が設けられており、これにより液晶表示装置３１が所定の位置に取り付けられるようになっている。

また、ベゼル３７にはプレス成形の際にコ字型等のスリットが形成されて外枠部から切起し部が切り起こされる。これにより、液晶パネル３４の周部と当接する押圧部３７ａが形成されている。ベゼル３７はバネ性を有するバネ鋼等からなっているため、押圧部３７ａは弾性変形し、その弾性力によって液晶パネル３４が押圧される。その結果、外枠部液晶パネル３４が引き離されて液晶パネル３４とベゼル３７との間に隙間３１ａが形成され、シャーシ３８やベゼル３７の寸法誤差によって液晶パネル３４とベゼル３７とが接触するような場合であっても隙間３１ａが形成される。

また、特許文献２には、液晶パネル、ベゼル、バックライトの組み立てを行う液晶モジュールの組立作業において、液晶パネルに対する衝撃をなくし、確実に吸着保持し、所定位置に搬送するため、真空吸引力を付与する真空吸着手段を用いることが開示されている。このようなベゼル付液晶パネルを保持して搬送し、所定位置に位置決めして組み立てる際、真空吸引力を付与する真空吸着手段を用いて容易に搬送し、組み立てることができるが、液晶表示装置が大型化しその重量が増大すると、真空吸着手段の真空吸引力も大きくしなければならず、液晶パネルの面に吸着痕が生じる。この吸着痕は一時的なものである場合、時間の経過とともに消失する場合が多いが、後続する検査工程までに消失しない場合、その製品に欠陥があるのか否かを判断することが困難になる。

また、前記したような従来のベゼル付液晶表示装置においては、液晶パネルとその端部を保護するために、液晶パネルをベゼルによって取り囲み支持することによって、機械的強度が増し、製造工程中における液晶パネルの搬送や組み立て時における取り扱いを容易にしていた。しかしながら、最近においては、液晶表示装置の構造を簡素化して部品点数を減少させ、また組立工程数を減少させ、より一層の低コスト化を図るための開発が行われており、従来一般に用いられているベゼルについても、ベゼルレス構造とすれば構造が簡素化され、自動化が容易となり、低コスト化に寄与するものである。
特開２００２−０５５６２９号公報 特開平１１−２９５７３２号公報

本発明は、前記した状況のもとになされたもので、従来の液晶パネルで一般に用いられていたベゼルを使用しない、ベゼルレス構造の液晶パネルを用いた液晶表示装置を製造する工程において、ベゼルレス液晶パネルを保持して搬送し、フロントパネル等に取り付ける際に、液晶パネル面に吸着痕を生じさせる真空吸着手段を用いずに、液晶パネルの表面側に触れることなく保持し、搬送し、位置決めして取り付けることができるベゼルレス構造の液晶パネルの取り付け方法、及び取り付け装置を提供することを目的とする。

また、機械的強度が比較的小さいベゼルレス構造の液晶パネルを作業員が手で触れることにより液晶パネル駆動用ＩＣが静電破壊することを防止し安定して保持し、表示装置のフロントパネル等に位置決めして取り付ける工程を自動化、ロボット化することが容易な液晶パネルの取り付け方法、及び取り付け装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、以下の技術手段によって構成される。
第１の技術手段は、ベゼルレス構造の液晶パネルであって複数の隅部に切欠き部を有する前記液晶パネルを液晶パネル置台からフロントパネルまで搬送し、該フロントパネル上に配置する液晶パネルの取り付け方法であって、前記液晶パネル置台の上部より前記液晶パネルの前記切欠き部を通して該液晶パネルの下面を支える保持部材を降下させ、該液晶パネルの下方において前記保持部材を回動して前記液晶パネルの下面に位置させ、次いで、前記保持部材を引き上げて該保持部材にて前記液晶パネルを下から支えて該液晶パネルを持ち上げ、該液晶パネルを前記フロントパネルまで搬送して該フロントパネル上に配置することを特徴とする。

第２の技術手段は、ベゼルレス構造の液晶パネルであって該液晶パネルの複数の隅部に切欠き部を有する液晶パネルを液晶パネル置台からフロントパネルまで搬送するための液晶パネル保持装置であって、該液晶パネル保持装置は、水平（Ｘ、Ｙ）、垂直（Ｚ）及び傾斜（θ）軸方向に移動可能なヘッドと、該ヘッドの下面に相互位置調整可能に立設された複数のアームと、各アームに対して伸縮自在かつ回動自在のアーム軸と、該アーム軸の下端に該アーム軸に垂直な水平軸のまわりに回動自在な液晶パネル保持部材とを有し、前記液晶パネル保持部材を前記アーム軸と一直線状にした状態で、前記ヘッドを下降して前記保持部材を前記液晶パネルの切欠き部を通して該液晶パネルの下方まで降下し、次いで、前記保持部材を前記水平軸のまわりに回動して該保持部材を前記液晶パネルの下部に位置させ、次いで、前記ヘッドを引き上げて前記保持部材にて前記液晶パネルの下面を支えて該液晶パネルを保持するようにしたことを特徴とする。

第３の技術手段は、ベゼルレス構造の液晶パネルであって、該液晶パネルの複数の隅部に切欠き部を有する液晶パネルを液晶パネル置台からフロントパネルまで搬送するための液晶パネル保持装置において、水平（Ｘ、Ｙ）、垂直（Ｚ）、傾斜（θ）軸方向に移動可能なヘッドと、該ヘッドの下面に相互位置調整可能に立設された複数のアームと、各アームに対して伸縮自在かつ回動自在のアーム軸と、該アーム軸の下端に該アーム軸に垂直な水平方向に延長する液晶パネル保持部材とを有し、前記液晶パネルに保持部材を前記液晶パネルの切欠き部を通して該液晶パネルの下方まで降下し、次いで、前記アーム軸を回動して該保持部材を前記液晶パネルの下部に位置させ、次いで、前記ヘッドを引き上げて前記保持部材にて前記液晶パネルの下面を支えて該液晶パネルを保持するようにしたことを特徴とする。

本発明は、従来の液晶パネルで一般に用いられていたベゼルを使用しない、ベゼルレス構造の液晶パネルを用いた液晶表示装置を製造する際の工程において、液晶パネルの複数の隅部に設けられた切欠き部を通して液晶パネルの保持手段に設けられた保持部材を降下し、該液晶パネルの下部において前記保持部材を回動させて下部に位置させた後、前記保持部材を引き上げて該保持部材に前記液晶パネルを保持してフロントパネルまで搬送し、該フロントパネル上に配置した後、前記保持部材を回動させて前記保持部材を前記切欠き部を通して引き上げて、前記ベゼルレス構造の液晶パネルをフロントパネル上に配置するようにしたので、液晶パネル面に吸着痕が生じることがなく、後続の検査工程における作業に支障を与えることがない。

また、機械的強度が比較的小さいベゼルレスの液晶パネルに作業員が手で触れることがないので、液晶開きパネルに搭載された液晶パネル駆動用ＩＣを静電破壊させることがなく、安定して吸着保持して所定距離搬送し、ベゼルレス構造の液晶パネルを表示装置のフロントパネル等に位置決めして取り付ける作業を容易に自動化、ロボット化することができる。

以下、本発明の液晶パネルの組み立て方法について、図１〜図４に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明が対象とするベゼルレス構造の液晶表示装置の例を示す分解斜視図である。
図１に示すように、本発明が対象とする透過型の液晶表示装置１は、バックライトユニット２、液晶（ＬＣＤ）開きパネル１１、ＴＶキャビネット等のフロントパネル１８等からなり、バックライトユニット２と液晶開きパネル１１間に固定ホルダ１０が介在し、液晶開きパネル１１とフロントパネル１８間にモルト１４、シールド板１５、スペーサ１６、モルト１７が介在して、ビス止め等により取り付けられている。

バックライトユニット２は、内面が高反射塗装されたケース状のバックライトシールド３、ランプホルダ４に取り付けられた冷陰極蛍光管等のランプ５、拡散板６、拡散シート７、第１プリズムシート８、第２プリズムシート９からなり、固定ホルダ１０によって支持され、ランプ５から出射した光束は拡散板６、拡散シート７、第１プリズムシート８、第２プリズムシート９等で液晶開きパネル１１の全面に対し均一な光束とされ、液晶開きパネル１１に照射する。

液晶（ＬＣＤ）開きパネル１１は、液晶パネル１２とソース・ゲートドライバ基板１３が接続されている構成であり、液晶パネル１２は、ガラス基板等の一対の絶縁性基板にそれぞれ電極が形成され、シール材を介し間隙を有して電極が対向するように絶縁性基板が配置され、その間隙に液晶層が挟持され、絶縁性基板の表面には偏光板４ａが貼り付けられている。また、ソース・ゲートドライバ基板１３は、ソース信号駆動回路及びゲート信号駆動回路のＩＣを搭載し、絶縁性基板に形成されている複数のトランジスタに制御信号を伝達する。液晶（ＬＣＤ）開きパネル１１は、固定ホルダ１０を介してバックライトユニット２と一体化される。

バックライトユニット２と一体となった液晶開きパネル１１は、目の細かいスポンジ状のモルト１４、ステンレス材、アルミニウム材等からなるシールド板１５、スペーサ１６、モルト１７を介してフロントパネル１８に位置決めして、ビス止め等により取り付けられる。以上のような構造の液晶パネルは、従来の液晶パネルが備えていたベゼルを必要とせず、バックライトユニット２と一体となった液晶開きパネル１１が、ベゼルを介さず直接フロントパネル１８に固定されている。

図２は、液晶（ＬＣＤ）開きパネルを示す図で、図２（Ａ）は平面図を示し、図２（Ｂ）は三角形状の切欠き部を示し、図２（Ｃ）はＬ字形状の切欠き部を示し、図２（Ｄ）は円弧形状の切欠き部を示す。
本発明の、液晶開きパネル１１は、図２（Ａ）のように、ガラス基板等の一対の絶縁性基板にそれぞれ電極が形成され、シール材を介し間隙を有して電極が対向するように絶縁性基板が配置され、その間隙に液晶層を挟持している液晶パネル１２と、ソース・ゲートドライバ基板１３が接続されたものである。液晶開きパネル１１の液晶パネル１２部分には、その隅部であって画像表示領域から外れた部分（フロントパネルの開口部には表れない部分）に切欠き部１２ａが形成されている。切欠き部１２ａは、４隅部の少なくとも対角線上の２箇所に設けられるが、液晶開きパネル１１をより安定して保持するためには３乃至４箇所に形成される。切欠き部１２ａの形状は、図２（Ｂ）のように三角形状に切り欠くのが一般的であるが、三角形状に限られるものではなく、例えば図２（Ｃ）、（Ｄ）のようにＬ字状、円弧状等に切り欠いたものとすることができる。

図３は、液晶表示装置の製造ラインを示す図である。
図１に示す液晶表示装置は、クリーンルーム内外における次のような一連の工程によって組み立てられる。
（１）フロントパネル１８の生産ラインへの投入
（２）モルト１７、スペーサ１６、シールド板１５、モルト１４の挿入
（３）液晶（ＬＣＤ）開きパネル１１の挿入
（４）固定ホルダ１０の挿入
（５）第１、第２プリズムシート８，９の挿入
（６）拡散シート７の挿入
（７）ランプホルダ４に取り付けられた冷陰極蛍光管等ランプ５の挿入
（８）バックライトシールド３の挿入
（９）基板ユニットの挿入
（１０）ビス止め

（１）〜（１０）の工程によって、バックライトユニット２、液晶開きパネル１１、フロントパネル１８が一体となった液晶表示装置の半完成品が組み立てられる。この半完成品の液晶表示装置に対し、後続する工程でフレキ基板を接続して通電可能とし、図３に示すような機能検査や調整が行われた後、リアキャビネット、スタンドが装着され、ビス締めされた後、さらに絶縁耐圧検査、パネル欠陥検査等が行われて液晶表示装置が完成する。

以上の（１），（２），（４）〜（１０）の工程において、生産ライン側方の専用トレイに横積みあるいは縦積みされた各部品は、その材質あるいは構造に応じてメカグリップ式、吸着盤式、電磁マグネット式、真空吸着式等適宜の保持手段で保持して搬送し、所定位置に位置決めして、被取り付け体に取り付けることができる。

しかし、（３）の工程における液晶開きパネル１１をフロントパネル１８に挿入する工程では、液晶開きパネル１１（ソース・ゲートドライバ基板１３が接続された液晶パネル１２）とバックライトユニット２がベゼルレス構造で一体となっているので、従来のベゼル付液晶パネルに比較して機械的強度が小さく、重量が大きな大型の液晶パネルの場合、従来のように真空吸着式のような保持手段で保持して移送すると、過大の撓みを生じ液晶パネルに悪影響を及ぼす恐れがある。

図４は、液晶開きパネルを保持し、搬送する際に使用する保持手段を示す図で、図４（Ａ）は専用トレイに液晶開きパネルが載置された様子を示し、図４（Ｂ）は保持手段が液晶開きパネルを保持し、搬送する様子を示し、図４（Ｃ）はフロントパネル上に液晶開きパネルを位置決めして挿入した様子を示す。

図３に示すような生産ラインの側方に設置されたＰＰ樹脂製パックトレイ２１には、図４（Ａ）に示すようにベゼルレス構造の液晶開きパネル１１が横積み状態で載置されている。パックトレイ２１は、複数積み重ねることが可能である。

図４（Ｂ）に示す保持手段は、４軸（水平方向のＸ，Ｙ軸，垂直方向のＺ軸，傾斜軸方向のθ軸）方向に移動可能なヘッド２２を有し、ヘッド２２に設けられた相互位置調整可能な複数のアーム２３には、アーム２３に対し伸縮及び回動自在なアーム軸２４を有し、アーム軸２４の下端にはアーム軸２４に垂直な水平軸の周りに回動自在な液晶パネル保持部材２５が設けられている。

そして、図４（Ｂ）に示すように、アーム軸２４と保持部材２５が一直線状の状態で、アーム軸２４を伸長することによって保持部材２５を液晶開きパネル１１の切欠き部１２ａを通して下方に下げ、保持部材２５が液晶開きパネル１１の下方に到達したとき、該保持部材２５をアーム軸２４の水平軸の周りに回動させて該保持部材２５を水平とし、該保持部材２５を液晶開きパネル１１の下部に位置させた後、該保持部材２５を引き上げる。これにより液晶開きパネル１１の下面の少なくとも２箇所を保持部材２５によって支持する。ここで、各保持部材２５の位置及び方向は、切欠き部１２ａの位置と形状に対応して予め調整しておく。

ヘッド２２を４軸方向に移動させる搬送手段のＸ，Ｙ，Ｚ，θ軸の制御は、サーボモータでボールネジを回転させて行うが、稼動範囲を広げるために往復動するシリンダを併用することもできる。また、アーム軸２４をアーム２３に対し伸縮し、該アーム２３の周りに回動する制御は、サーボモータでボールネジを回転させたり、シリンダを伸縮させたりして行うことができる。

パックトレイ２１に載置された液晶開きパネル１１をフロントパネル１８に取り付ける際は、まず、ヘッド２２を搬送手段によって移動させ、パックトレイ２１に載置された液晶開きパネル１１の位置に降下させ、保持部材２５が切欠き部１２ａと干渉しない位置でアーム軸２４を伸長して保持部材２５を切欠き部１２ａを通して下方に下げ、次に保持部材２５が水平になるように回動させ、その後アーム軸２４を短縮させて、前記保持部材２５の上に液晶開きパネル１１をヘッド２２に保持する。

次に、搬送手段によってヘッド２２を上昇させ、生産ライン上のコンベアに固定されたフロントパネル１８上に降下させ、アーム軸２４を伸長させて位置決めした後、保持部材２５をアーム軸２４と一直線状になるように回動させ、伸長しているアーム軸２４を短縮させて切欠き部１２ａを通して引き上げ、図４（Ｃ）に示すように、液晶開きパネル１１をフロントパネル１８の所定位置に配置する。

なお、図４では各保持部材２５がアーム軸２４に垂直な水平軸の周りに回動自在な例について説明したが、各保持部材２５をアーム軸２４の軸心の周りに回動自在とすることもできる。この場合、水平方向に突出した保持部材２５を切欠き部１２ａと干渉しない方向に向けた状態でアーム軸２４を降下させ、切欠き部１２ａを通して保持部材２５を液晶開きパネル１１の下方に下げ、液晶開きパネル１１の下方に到達した時に、各保持部材２５をアーム軸２４の軸心周りに回動させ、各保持部材２５を液晶開きパネルの下部に位置させ、次いで、該保持部材２５を引き上げることによって、該保持部材２５の上に液晶開きパネル１１を保持することもできる。

本発明が対象とするベゼルレス構造の液晶表示装置の例を示す分解斜視図である。 液晶（ＬＣＤ）開きパネルを示す図である。 液晶表示装置の製造ラインを示す図である。 液晶開きパネルを保持し、搬送する際に使用する保持手段の概略構成を示す図である。 従来のベゼル付液晶表示装置の例を示す断面図である。

符号の説明

１…液晶表示装置、２…バックライトユニット、３…バックライトシールド、４…ランプホルダ、５…ランプ、６…拡散板、７…拡散シート、８…第１プリズムシート、９…第２プリズムシート、１０…固定ホルダ、１１…液晶（ＬＣＤ）開きパネル、１２…液晶パネル、１２ａ…切欠き部、１３…ソース・ゲートドライバ基板、１４…モルト、１５…シールド板、１６…スペーサ、１７…モルト、１８…フロントパネル、２１…パックトレイ、２２…ヘッド、２３…アーム、２４…アーム軸、２５…液晶パネル保持部材。

Claims (3)

1. ベゼルレス構造の液晶パネルであって複数の隅部に切欠き部を有する前記液晶パネルを液晶パネル置台からフロントパネルまで搬送し、該フロントパネル上に配置する液晶パネルの取り付け方法であって、前記液晶パネル置台の上部より前記液晶パネルの前記切欠き部を通して該液晶パネルの下面を支える保持部材を降下させ、該液晶パネルの下方において前記保持部材を回動して前記液晶パネルの下面に位置させ、次いで、前記保持部材を引き上げて該保持部材にて前記液晶パネルを下から支えて該液晶パネルを持ち上げ、該液晶パネルを前記フロントパネルまで搬送して該フロントパネル上に配置することを特徴とする液晶パネルの取り付け方法。
2. ベゼルレス構造の液晶パネルであって該液晶パネルの複数の隅部に切欠き部を有する液晶パネルを液晶パネル置台からフロントパネルまで搬送するための液晶パネル保持装置であって、該液晶パネル保持装置は、水平（Ｘ、Ｙ）、垂直（Ｚ）及び傾斜（θ）軸方向に移動可能なヘッドと、該ヘッドの下面に相互位置調整可能に立設された複数のアームと、各アームに対して伸縮自在かつ回動自在のアーム軸と、該アーム軸の下端に該アーム軸に垂直な水平軸のまわりに回動自在な液晶パネル保持部材とを有し、前記液晶パネル保持部材を前記アーム軸と一直線状にした状態で、前記ヘッドを下降して前記保持部材を前記液晶パネルの切欠き部を通して該液晶パネルの下方まで降下し、次いで、前記保持部材を前記水平軸のまわりに回動して該保持部材を前記液晶パネルの下部に位置させ、次いで、前記ヘッドを引き上げて前記保持部材にて前記液晶パネルの下面を支えて該液晶パネルを保持するようにしたことを特徴とする液晶パネル保持装置。
3. ベゼルレス構造の液晶パネルであって、該液晶パネルの複数の隅部に切欠き部を有する液晶パネルを液晶パネル置台からフロントパネルまで搬送するための液晶パネル保持装置において、水平（Ｘ、Ｙ）、垂直（Ｚ）、傾斜（θ）軸方向に移動可能なヘッドと、該ヘッドの下面に相互位置調整可能に立設された複数のアームと、各アームに対して伸縮自在かつ回動自在のアーム軸と、該アーム軸の下端に該アーム軸に垂直な水平方向に延長する液晶パネル保持部材とを有し、前記液晶パネルに保持部材を前記液晶パネルの切欠き部を通して該液晶パネルの下方まで降下し、次いで、前記アーム軸を回動して該保持部材を前記液晶パネルの下部に位置させ、次いで、前記ヘッドを引き上げて前記保持部材にて前記液晶パネルの下面を支えて該液晶パネルを保持するようにしたことを特徴とする液晶パネル保持装置。

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